专利名称：一种基于atca的多速率、多接口数据报文处理单板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信设备中对数据报文进行处理的ATCA节点单板，特 别涉及一种基于ATCA的多速率、多接口数据报文处理单板。
背景技术：
随着数据业务需求的空前加大，网络设备和计算设备在计算性能上的需 求也随之提升，PICMG协会正是在这一需求前提下，成立专门委员会，制定 了满足下一代电信计算需求的计算架构，即基于PICMG 3.X的ATCA (Advanced Telecom Computing Architecture高级电信计算架构)架构。 和传统计算设备、网络设备的底层计算架构相比，ATCA有着明显的优势。首 先，基于ATCA架构的网络设备有较好的散热性能，这使得采用ATCA架构的 网络设备能够采用更高计算速率的CPU,使得在同等条件下，采用ATCA架构 的网络设备可以拥有更快的计算速度、更强兼容性、更低成本以及更为灵活 和快速的业务部署能力。其次，电信运营商和大型行业用户采用ATCA设备， 不仅能够强化系统弹性，而且很容易实现新业务的无缝快速接入，P争低管理 支出和运营成本。运营商还可以基于ATCA,建i殳开》文型电信等级业务架构， 逐步使用更低成本、更高性能的ATCA设备，逐步取代传统路由、交换、服 务器设备在电信网络和应用中的地位，在降低网络建设和运维成本的同时， 快速提供各种新型应用和业务，占领新增市场，满足迅速提升和快速变化的 用户需求。第三，由于ATCA平台>^人标准制定之初，就完全遵循了开》文化、 标准化原则，设备提供商在电信设备的研发和生产上，更容易贴近运营商业 务需求而快速反应，有针对性地进行研发和快速供货，通过降低生产成本，进一步降低电信运营商的组网成本。
但是现有的ATCA设备系统集成度、密度还有效能都不高，单板功能单 一，种类繁多，系统应用复杂。
发明内容
本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于ATCA的多速 率、多接口数据报文处理单板。
本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案
本实用新型一种基于ATCA的多速率、多接口数据报文处理单板，其特 征在于包括前插板、后插板和ATCA背板，其中前插板包括多速率线路接口 模块、报文深度处理模块、CPU管理模块、电源接口即l区、背板连接器即 2区和插板连接器即3区，后插板还设置高密千兆输入输出接口，多速率线 路接口模块、CPU管理模块分别与报文深度处理模块电连接，报文深度处理 模块的SERDES端通过插板连接器与后插板电连接，报文深度处理模块的通 信接口通过背板连接器的FABRIC交换接口与ATCA背板电连接，CPU管理模 块的通信接口通过背板连接器的BASE通道与ATCA背板电连接，CPU管理模 块的电源接口通过电源接口即1区与ATCA背板电连接。
本实用新型采用上述技术方案，与现有l支术相比具有如下优点
1、 集成度高，将接入、处理、交换、均衡、转发等功能集成在一起， 均衡转发设备的功能都可在板内实现。
2、 效率高，由于板内接口可以釆用无瓶颈设计，所有功能在板内完成， 到交换板的数据流量可以大幅减少。
3、 系统密度高， 一块多速率、多接口数据报文处理板可以替代3块传 统板卡，这样整个ATCA系统能插板卡大幅增加，系统密度是以前的3倍。
4、 配置灵活，板内的线路接口、数据处理、均衡交换、端口转发都采用模块化设计，可以根据实际应用增删，更换。满足不同速率、不同格式的 报文处理。
5、节能环保，由于完成同样功能所需的板卡数量成倍减少，系统功耗 也大幅降低。
图1是传统数据才艮文处理系统配置示意图。
图2是采用多接口 、多速率处理板的数据报文处理系统配置示意图。 图3是本发明硬件设计的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明 传统的ATCA系统用作数据均衡处理设备时， 一般采用多种板卡1、高 速接入板提供10GPOS、以太网数据报文的高速接入。2、数据处理板完 成报文的分析、检索、过滤。3、低速转发板提供低速率的千兆以太网光、 电接口，转发数据到计算服务器。具体的数据处理流程如图1。
10G以太网或P0S报文从高速接入板进来到从低速转发板出去，共有以 下动作，动作1:高速接入板收到的POS或以太网报文通过ATCA背板的FABRIC 口去交换控制板。动作2:交换控制板收到的报文交换后发送到数据处理板 进行处理。动作3:数据处理板将报文分析、检索、过滤后发回交换控制板。 动作4:交换控制板再将数据处理板发来的报文均衡后发送给低速转发板， 最后报文从低速转发板的千兆以太网口出去，分发给系统外的计算单元进行 深度处理。
通过对传统均衡设备的分析，我们发现一般的ATCA节点板卡功能单一， 要实现均衡处理功能需要多种板卡。同时数据报文在各板卡间频繁传输，效 率低下。为了解决上述问题，本实用新型提出了将高速接入板、数据处理板、低速转发板功能融合的思想，据此设计出一种基于ATCA的多速率、多接口 数据报文处理板。
如图2所示 一块多速率、多接口数据报文处理板可以替代3块板卡。 板卡通过前插板内的子卡提供多种速率、多格式的线路接口。接收的数据才艮 文在板内数据处理交换才莫块处理后、既可以通过ATCA的2区FABRIC 口去 ATCA交换板分发给其他ATCA分析板卡处理，也可以通过3区连接器从后插 板(RTM)分发出去。设计时要考虑板内的数据报文处理能力足够强，并且 RTM高密模块提供的千兆以太网接口足够多，这样板内的数据接入、处理、 转发都不会有瓶颈，在板卡和交换板间的数据流量会很小，提高系统工作效 率。
如图3所示本实用新型一种基于ATCA的多速率、多接口数据报文处 理单板，其特征在于包括前插板、后插板和ATCA背板，其中前插板包括多 速率线路接口模块、报文深度处理模块、CPU管理模块、电源接口即l区、 背板连接器即2区和插板连接器即3区，后插板还设置高蜜千兆输入输出接 口，多速率线路接口模块、CPU管理模块分别与报文深度处理模块电连接， 报文深度处理模块的SERDES端通过插板连接器与后插板电连接，报文深度 处理模块的通信接口通过背板连接器的FABRIC交换接口与ATCA背板电连 接，CPU管理模块的通信接口通过背板连接器的BASE通道与ATCA背板电连 接，CPU管理模块的电源接口通过电源接口即1区与ATCA背板电连接。
本实用新型接口符合ATCA规范，不需对原有的ATCA系统进行改动，只
需要开发一种新的节点板卡替代原有板卡。
具体来说，本实用新型结构上遵循ATCA规范，适用于ATCA标准插箱。 背板l区接口使用ATCA标准电源连接器，定位遵循ATCA规范，给板卡A、 B 两组-48V电源，并提供标准IPMI接口。背板2区接口使用至少一只ZD连接 器，定位遵循ATCA^见范，给板卡提供FABRIC和BASE通道，FABRIC和BASE通道要有两组，分别和ATCA系统的主备两块交换控制板通信。背板3区采 用自定义连接器、自定义管脚，用来提供至少20个千兆以太网接口，但设 计时不得违反ATCA规范。
本实用新型电路上采用模块化设计，包括线路接口模块、数据处理交换 模块、RTM低速输入输出模块、CPU管理模块等。
线路接口模块给板卡提供高速数据接入，采用子卡形式。子卡系统侧接 口采用SPI4. 2或XAUI总线和数据处理交换模块连接，也可选用其他高速差 分总线形式。为适应不同的应用环境灵活应用，子卡可以有如下种类10G P0S、 IOG以太网、多速率(4x2.5G P0S或2. 5G、 622M、 155M混合速率)。
数据处理交换模块可以采用高性能的网络处理器或FPGA，从线路侧的 SPI4. 2或XAUI总线收到数据报文后，实现报文的分类、查找、过滤、路由 转发、NAT、防火墙、转发等，可以处理包括所有七层协议的功能。处理后 的报文发送到模块内的大容量交换芯片。交换芯片将报文通过2个XAUI接 口去背板2区的FABRIC交换接口，通过交换控制板把报文转发给其他的板 卡，也可以通过交换芯片的SERDES接口，提供24个千兆以太网接口去3区 连接器，通过RTM高密度千兆输入输出板分发出去。
RTM高密度千兆输入输出模块通过自定义的3区连接器和前面板对接。 结构上要采用矮化的高密度连接器，提供至少20 口的千兆以太网光、电接 口，保i正前面^反分流it据没有并瓦颈。
CPU管理模块采用高性能的嵌入式CPU,通过PCI或MPI总线实现单板 的配置、管理、过滤规则更新、MAC表/路由表的管理和更新等功能。CPU管 理模块还应该实现ATCA的标准IPMI协议，提供BASE接口 ，保证和标准ATCA 设备互通，并能被机架管理器管理，这样才能做到不同厂家设备相互兼容。
权利要求1、一种基于ATCA的多速率、多接口数据报文处理单板，其特征在于包括前插板、后插板和ATCA背板，其中前插板包括多速率线路接口模块、报文深度处理模块、CPU管理模块、电源接口即1区、背板连接器即2区和插板连接器即3区，后插板还设置高密千兆输入输出接口，多速率线路接口模块、CPU管理模块分别与报文深度处理模块电连接，报文深度处理模块的SERDES端通过插板连接器与后插板电连接，报文深度处理模块的通信接口通过背板连接器的FABRIC交换接口与ATCA背板电连接，CPU管理模块的通信接口通过背板连接器的BASE通道与ATCA背板电连接，CPU管理模块的电源接口通过电源接口即1区与ATCA背板电连接。
专利摘要本实用新型公布了一种基于ATCA的多速率、多接口数据报文处理单板，包括前插板、后插板和ATCA背板，其中前插板包括多速率线路接口模块、报文深度处理模块、CPU管理模块、电源接口即1区、背板连接器即2区和插板连接器即3区，后插板还设置高密千兆输入输出接口。本实用新型集成度高，效率高，系统密度高，配置灵活，节能环保。
文档编号H04L12/56GK201388208SQ200920041139
公开日2010年1月20日 申请日期2009年4月3日 优先权日2009年4月3日
发明者邵忠军, 马红兵 申请人:南京贝伦思网络科技有限公司